Magnétite

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Magnétite
Catégorie IV : oxydes et hydroxydes[1]
Magnétite et pyrite - Italie

Magnétite et pyrite - Italie
Général
Nom IUPAC tétraoxyde de trifer
Numéro CAS 1309-38-2 (magnétite)
1317-61-9 (tétraoxyde de trifer)
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule brute Fe2+ Fe23+O4
Identification
Masse formulaire 231.54 uma
Couleur métallique, gras, mat.
Classe cristalline et groupe d'espace hexakisoctaédrique;F d3m
Système cristallin cubique
Réseau de Bravais faces centrées F
Macle macle sur {111} par contact
Clivage partiel sur {111}
Cassure irrégulière, subconchoïdale
Habitus cristaux octaédriques
Échelle de Mohs 6
Trait noir
Éclat submétallique
Propriétés optiques
Fluorescence ultraviolet aucune
Transparence opaque
Propriétés chimiques
Masse volumique 5,2 g·cm-3 à 20 °C g/cm³
Température de fusion 1538 °C
Solubilité soluble dans l'acide chlorhydrique[2]
Propriétés physiques
Magnétisme fortement magnétique
Radioactivité aucune
Précautions
SIMDUT[3]

Produit non contrôlé
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La magnétite est une espèce minérale composée d'oxyde de fer(II,III), ferrimagnétique, de formule Fe3O4 (parfois écrit FeO·Fe2O3), avec des traces de magnésium Mg, de zinc Zn, de manganèse Mn, de nickel Ni, de chrome Cr, de titane Ti, de vanadium V et d'aluminium Al.

Des cristaux de magnétite peuvent être biominéralisés par certaines espèces vivantes[4], qui semblent pouvoir les utiliser pour s'orienter dans l'espace.

Historique de la description et appellations[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Aimant#Histoire.

Inventeur et étymologie[modifier | modifier le code]

La magnétite est connue depuis au moins l'âge du fer. La première mention écrite date de Pline l'Ancien en 77.

Décrit par Wilhelm Karl Ritter von Haidinger en 1845. Elle tire son nom du mont Magnetos (« Grand Mont »), une montagne grecque particulièrement riche en ce minéral, magnês qui signifie "aimant".

Topotype[modifier | modifier le code]

Magnésia, Thessalie (Grèce).

Synonymie[modifier | modifier le code]

  • aimantine
  • diamagnétite (Shepard 1852)[5]
  • ferroferrite (le)[6]
  • fer oxydé magnétique
  • fer oxydulé (Dufrénoy 1845) [7]
  • héraclion: la magnétite était abondante à Héraclée en Lydie[8]
  • morpholite
  • pierre d'aimant
  • pierre du nord

Caractéristiques physico-chimiques[modifier | modifier le code]

Propriétés physiques[modifier | modifier le code]

Habitus 
Elle forme des cristaux typiquement octaédriques, plus rarement dodécaédriques, exceptionnellement cubiques, qui peuvent atteindre près de 25 cm[9].
Magnétisme 
À une température de 580 °C (point de Curie), le magnétisme disparait pour réapparaitre ensuite en refroidissant. Ce minéral est un conducteur électrique.

Cristallochimie[modifier | modifier le code]

Le groupe du spinelle

Rassemble des espèces de structure similaire. Il existe plus de 20 espèces. La formule générique est XY2O4 où X représente un métal divalent (Magnésium, fer, Nickel, Manganèse et/ou le Zinc) et Y un métal trivalent (Aluminum, fer, chrome et / ou Manganése, le Titane.)

Structures de la magnétite (a) et de la maghémite (b)

Cristallographie[modifier | modifier le code]

Structure cristalline de la Magnétite

Gîtes et gisements[modifier | modifier le code]

Gîtologie et minéraux associés[modifier | modifier le code]

Gîtologie

C'est un minéral ubiquiste commun, que l'on trouve dans de nombreux types de roches.

  • Roches intrusives : dans les diorites et les gabbros, ainsi que dans leurs équivalents volcaniques.
  • Roches métamorphiques : Minéral classique dans les skarns, elle y est introduite par métasomatose dans les roches calcaires.
  • Formations hydrothermales : Elle peut y être présente comme minéral accessoire. Dans les fentes alpines, elle existe en très beaux échantillons (en Italie et en Suisse).
  • Roches sédimentaires :la magnétite peut se rencontrer comme élément lourd détritique dans les sédiments ; des gisements de sables à magnétite sont exploités dans le nord de la Nouvelle-Zélande.
  • Dépôt de fumerolles volcaniques : Vésuve et de l'Etna son faciès peut y être arborescent ou dentritique.
  • Présent dans certaines météorites.
Minéraux associés

Gisements producteurs de spécimens remarquables[modifier | modifier le code]

Il est présent dans la plupart des concentrés de battée des orpailleurs et peut être séparé aisément à l'aide d'un aimant. On le trouve aussi en Autriche dans des schistes verts où les cristaux peuvent dépasser facilement les 5 mm d'arêtes.

Des cristaux mal formés de 250 kg ont été trouvés à Faraday dans l’Ontario au Canada et dans les pegmatites de Teete au Mozambique.

Exploitation des gisements[modifier | modifier le code]

Utilisations
  • C'est l'un des principaux minerais de fer.
  • C'est l'un des trois types de minéraux qui peut servir à fabriquer le tamahagane.
  • Colorant : pigment primaire pour, la terre d'ombre et la terre de Sienne.
  • Principal composant de la poudre de ferrites utilisée pour la fabrication des aimants.
  • Datation des coulées de laves du fait de ses propriétés ferrimagnétiques, il enregistre les variations de l'orientation du champ magnétique terrestre. Grâce à la magnétite on a pu déterminer sur des coulées rapprochées qu'à chaque inversion du dipôle terrestre il y a une phase de transition de 1 000 ans où le champ magnétique peut s'inverser en 3 jours.
  • Biologie : Selon des recherches réalisées par deux biologistes américains, Gould et Kirschvink, les cellules de l'être humain renferment des cristaux de magnétite, ce qui pourrait amener à comprendre les propriétés bio-électromagnétiques du corps humain[10]. Le pigeon aurait de la magnétite, présente à trois endroits bien distincts et en quantités différentes, à l'intérieur de son bec, ce qui l'aiderait à se diriger en vol[11].
  • Élimination de l'arsenic dans l'eau[12]

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Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International,‎ 1996, 251 p. (ISBN 0803120664, lire en ligne), p. 71
  3. « Oxyde de fer noir » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  4. Lowenstam HA (1962) Magnetite in denticle capping in recent chitons (Polyplacophora). Bull. Geol. Soc. Am. 13 , 435-438
  5. Shepard (1852), American Journal of Science: 13: 392.
  6. Colloques internationaux du Centre national de la recherche, Numéro 27 Par Centre national de la recherche scientifique (France) p.80 1950
  7. Traité de minéralogie, Volume 2 Par Ours Pierre Armand Petit Dufrénoy p.462 1845
  8. Encyclopédie, ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts, Volume 17 Par Denis Diderot,Jean Le Rond d'Alembert p.279 1778
  9. The Handbook of Mineralogy Volume IV, 2000 Mineralogical Society of America by Kenneth W. Bladh, Richard A. Bideaux, Elizabeth Anthony-Morton and Barbara G. Nichols
  10. Kirschvink, J.L. and Gould, J.L., "Biogenic magnetite as a basis for magnetic field sensitivity in animals ," Bio Systems 13 (1981) 181-201.
  11. Marianne Hanzlik, Christoph Heunemann, Elke Holtkamp-Rötzler, Michael Winklhofer, Nikolai Petersen and Gerta Fleissner. Superparamagnetic Magnetite in the Upper Beak Tissue of Homing Pigeons. BioMetals 13 (2000) 325-331
  12. Cafer T. Yavuz, J. T. Mayo, Carmen Suchecki, Jennifer Wang, Adam Z. Ellsworth, Helen D’Couto, Elizabeth Quevedo, Arjun Prakash, Laura Gonzalez and Christina Nguyen, et al., "Pollution magnet: nano-magnetite for arsenic removal from drinking water", Environmental Geochemistry and Health, Volume 32, Number 4, 327-334

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]